(57)【要約】【課題】所定の旋回状態において、適切にトー角制御を行って車両の回頭性を向上することができる車両用サスペンション装置を提供する。【解決手段】車両が所定の旋回状態であるときに、ストロークセンサ１２で検出した上下ストローク量に基づいて車輪のスリップ角αを算出し、スリップ角αに対して発生する横力が旋回横力と逆向きに発生している車輪に対して、当該スリップ角αに相当するトー角Δδを付加することにより、スカッフにより発生する車両旋回を妨げる方向の横力を相殺して旋回横力の減少を抑制する。【選択図】      図２
2005343400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各車輪のトー角を個別に制御する車両用サスペンション装置において、
車両の旋回状態を検出する旋回状態検出手段と、各車輪の上下ストローク量を検出するストローク量検出手段と、該ストローク量検出手段で検出された上下ストローク量と前記旋回状態検出手段で検出された旋回状態とに基づいて車輪のスリップ角を算出するスリップ角演算手段と、前記旋回状態検出手段で所定の旋回状態を検出したとき、前記スリップ角演算手段で算出されたスリップ角によって発生する横力が旋回横力と逆向きである車輪に対して、当該スリップ角に相当するトー角を付加するトー角付加制御手段とを備えていることを特徴とする車両用サスペンション装置。
【請求項２】
前記旋回状態検出手段は、横加速度微分値が横加速度微分閾値を超えているとき、所定の旋回状態を検出することを特徴とする請求項１に記載の車両用サスペンション装置。
【請求項３】
前記旋回状態検出手段は、自車速が大きいほど、前記横加速度微分閾値を大きい値に設定することを特徴とする請求項２に記載の車両用サスペンション装置。
【請求項４】
前記旋回状態検出手段は、操舵速度が操舵速度閾値を超え、且つ操舵速度と横加速度微分値との方向が一致しているとき、所定の旋回状態を検出することを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用サスペンション装置。
【請求項５】
前記旋回状態検出手段は、自車速が大きいほど、前記操舵速度閾値を小さい値に設定することを特徴とする請求項４に記載の車両用サスペンション装置。
【請求項６】
前記旋回状態検出手段は、操舵トルク微分値が操舵トルク微分閾値を超え、且つ操舵トルク微分値と横加速度微分値との方向が一致しているとき、所定の旋回状態を検出することを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用サスペンション装置。
【請求項７】
前記旋回状態検出手段は、自車速が大きいほど、前記操舵トルク微分閾値を小さい値に設定することを特徴とする請求項６に記載の車両用サスペンション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各車輪を個別に操舵して走行安定性を向上する車両用サスペンション装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用サスペンション装置としては、直進走行時において、サスペンションストロークにより発生する車輪のスリップ角を、車輪のストローク速度に基づいて算出し、このスリップ角分を抑える方向のトー角を、アクチュエータによって左右車輪に個別に付加することにより、車両の直進性を向上するというものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１３７１２３号公報（第３頁、図１０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の車両用サスペンション装置にあっては、車両が直進状態にあるときに、車両の直進性を向上するためにトー角制御を行うものであり、車両が旋回状態にあるときにはトー角制御を行わない。そのため、転舵を開始する所定の旋回状態において、スカッフによりスリップ角が生じ、その結果、車両旋回を妨げる方向の横力が発生した場合には、車両の回頭性が低下するという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、所定の旋回状態において、適切にトー角制御を行って車両の回頭性を向上することができる車両用サスペンション装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明に係る車両用サスペンション装置は、旋回状態検出手段で車両の旋回状態を検出し、ストローク量検出手段で各車輪の上下ストローク量を検出し、該ストローク量検出手段で検出された上下ストローク量と前記旋回状態検出手段で検出された旋回状態とに基づいて、スリップ角演算手段で車輪のスリップ角を算出し、前記旋回状態検出手段で所定の旋回状態を検出したとき、前記スリップ角演算手段で算出されたスリップ角によって発生する横力が旋回横力と逆向きである車輪に対して、トー角付加制御手段で当該スリップ角に相当するトー角を付加する。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、車両が所定の旋回状態であるときに、スカッフによるスリップ角が旋回横力と逆向きに発生している車輪に対して、このスリップ角に相当するトー角を付加するので、スカッフによって車両旋回を妨げる方向に横力が発生している場合であっても、この横力を相殺して旋回横力の減少を抑制することができ、所定の旋回状態における車両の回頭性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施形態における車両用サスペンション装置の概略構成図であり、図中１は本発明を適用した車両、２ＦＬ，２ＦＲは従動輪としての前輪、２ＲＬ，２ＲＲは駆動輪としての後輪である。
この車両１には、前後サスペンションメンバが取り付けられており、前輪サスペンションメンバ１０には前輪２ＦＬ，２ＦＲ、後輪サスペンションメンバ１１には後輪２ＲＬ，２ＲＲがサスペンションアームを介して取り付けられている。
【０００７】
各輪２ＦＬ〜２ＲＲはそれぞれ独立に、車輪中心の接地平面に直交する軸回りの回転角（トー角）を付加することが可能な前左輪用アクチュエータ６ＦＬ、前右輪用アクチュエータ６ＦＲ、後左輪用アクチュエータ６ＲＬ、後右輪用アクチュエータ６ＲＲを備えている。
そして、各輪のアクチュエータ６ＦＬ〜６ＲＲは、油圧制御装置１６により動作を制御され、この油圧制御装置１６には後述するコントロールユニット１７で演算された各輪のアクチュエータ移動量の指令値が出力されるように構成されている。
【０００８】
したがって、このアクチュエータ移動量の指令値によって、例えば後右輪用アクチュエータ６ＲＲを伸長すると後右輪が左操舵され、収縮すると右操舵される。また、後左輪用アクチュエータ６ＲＬを伸長すると後左輪が右操舵され、収縮すると左操舵される。このように、各輪２ＦＬ〜２ＲＲは個別に操舵可能となっており、各輪のトー角を個別に制御可能となっている。
【０００９】
このアクチュエータ６ＦＬ〜ＲＲによって、トー角付加制御手段を構成している。
また、この車両１は、各輪の車体に対する上下ストローク量ＳＴi（ｉ＝ＦＬ〜ＲＲ）を検出するストローク量検出手段としての前左輪用ストロークセンサ１２ＦＬ、前右輪用ストロークセンサ１２ＦＲ、後左輪用ストロークセンサ１２ＲＬ、後右輪用ストロークセンサ１２ＲＲを備えており、これらの検出信号は、後述するコントロールユニット１７に入力される。
【００１０】
また、車両１には、ヨーレートγを検出するヨーレートセンサ１８と、車両横加速度Ａｙを検出する横加速度センサ１９と、車速Ｖを検出する車輪速度センサ２０と、操舵角δを検出する操舵角センサ２１と、操舵トルクＴを検出する操舵トルクセンサ２２とが備えられ、これらの検出信号はコントロールユニット１７に入力される。
そして、このコントロールユニット１７によって、車両状態量及びドライバ操作量に基づいて、所定の旋回状態であるか否かを判断し、ドライバの転舵が旋回初期である旋回初期状態であるときには、サスペンションストロークに起因する車輪接地点横移動（スカッフ）により生じるタイヤ横力が、車両旋回を妨げる方向に発生している側の車輪に対して、スカッフによるスリップ角αに相当するトー角Δδを付加するためのアクチュエータ移動量の指令値を算出し、このアクチュエータ移動量の指令値を前記油圧制御装置１６に出力するように構成されている。
【００１１】
ここで、本実施形態では、後左右輪に対してトー角付加制御を行うものとする。また、前記車両状態量は、ストロークセンサ１２ＦＬ〜１２ＲＲの上下ストローク量ＳＴ、ヨーレートセンサ１８のヨーレートγ、横加速度センサ１９の横加速度Ａｙ、車輪速度センサ２０の車速Ｖである。また、前記ドライバ操作量は、操舵角センサ２１の操舵角δであり、操舵角δの代わりに操舵トルクセンサ２２の操舵トルクＴを使用することも可能である。
【００１２】
次に、このコントロールユニット１７で行われるトー角付加制御処理について、図２に示すフローチャートに従って説明する。このトー角付加制御処理は、所定時間毎（例えば、１０ｍｓｅｃ毎）のタイマ割込み処理によって実行され、各車輪２ＦＬ〜２ＲＲに対して同じ処理が並行して実行される。
このトー角付加制御処理では、先ず図２のステップＳ１で、前記各センサからの各種データを読込む。具体的には、前記各センサで検出された上下ストローク量ＳＴ、ヨーレートγ、横加速度Ａｙ、車速Ｖ、操舵角δ、操舵トルクＴ、実アクチュエータ位置を読み込む。
【００１３】
次いで、ステップＳ２に移行して、トー角付加制御を行うか否かを判断する制御作動判断処理を行い、トー角制御を作動する場合には制御作動フラグＦｌａｇ＝ＯＮにセットし、トー角制御を非作動とする場合には制御作動フラグＦｌａｇ＝ＯＦＦにセットして、ステップＳ３に移行する。この制御作動判断処理では、後述するようにドライバの転舵が旋回初期状態であるか否かが判断され、旋回初期状態であるときには制御ＯＮ、旋回初期状態でないときには制御ＯＦＦとするものとする。
【００１４】
ステップＳ３では、前記ステップＳ２で設定した制御作動フラグＦｌａｇがＯＮにセットされているか否かを判定し、Ｆｌａｇ＝ＯＮであるときにはステップＳ４に移行し、Ｆｌａｇ＝ＯＦＦであるときには、トー角付加制御は行わないものと判断してタイマ割込み処理を終了し、所定のメインプログラムに復帰する。
ステップＳ４では、後述するように、目標トー角Δδを算出する目標トー角算出処理が行われる。目標トー角とは、旋回横力を低下させる側の車輪に対して付加する、スカッフによるスリップ角に相当するトー角である。
【００１５】
次にステップＳ５で、前記ステップＳ４で算出された目標トー角Δδを所定の車輪に付加するための目標アクチュエータ位置が算出され、次いでステップＳ６に移行して、アクチュエータ６を駆動するためのアクチュエータ移動量の指令値を油圧制御装置１６へ出力してからタイマ割込み処理を終了し、所定のメインプログラムに復帰する。
図３は、前記ステップＳ５及びＳ６の処理を制御ループで示したものである。
【００１６】
先ず、前記ステップＳ１で読込んだ実アクチュエータ位置と、前記ステップＳ５で算出された目標アクチュエータ位置との差にフィードバックゲインを乗じて油圧出力に変換する。フィードバックゲインは、ＰＩＤ制御理論、最適制御理論等により導出された値を用いることが可能である。
そして、その油圧出力を前記アクチュエータ６に出力することにより、アクチュエータ６が稼動されるように構成されている。つまり、目標アクチュエータ位置と実アクチュエータ位置との差にフィードバックゲインを乗じた値が、本実施形態におけるアクチュエータ移動量の指令値となる。
【００１７】
次に、前記ステップＳ２の制御作動判断処理の詳細について説明する。
図４は、横加速度Ａｙの時間微分である横加速度微分値ｄＡｙ／ｄｔと車両速度Ｖとに基づいてトー角付加制御の制御ＯＮ／ＯＦＦを判断するマップであり、横軸は横加速度Ａｙを時間微分した横加速度微分値ｄＡｙ／ｄｔ、縦軸は車両速度Ｖである。
図４（ａ）は、横加速度微分値ｄＡｙ／ｄｔに対して、左輪のトー角制御を行うか否かを示しており、横加速度微分値ｄＡｙ／ｄｔの絶対値が横加速度微分閾値としての制御作動判断閾値ａTHを超えているときに、トー角制御を行うものとして制御作動フラグＦｌａｇ＝ＯＮとする。
【００１８】
ここで、制御作動判断閾値ａTHは、車速Ｖが０であるときにａTH＝ａ０に設定され、車速ＶがＶ１であるときにａTH＝ａ１、車速ＶがＶ２（＞Ｖ１）であるときにａTH＝ａ２（＞ａ１）に設定される。つまり、制御作動判断閾値ａTHは、車両速度Ｖが大きいほど大きい値に設定される。
一方、図４（ｂ）は、横加速度微分値ｄＡｙ／ｄｔに対して、右輪のトー角制御を行うか否かを示しており、横加速度微分値ｄＡｙ／ｄｔの絶対値が前記制御作動判断閾値ａTHを超えているときに、トー角制御を行うものとして制御作動フラグＦｌａｇ＝ＯＮとする。
【００１９】
ここで、制御作動判断閾値ａTHは、図４（ａ）と同様に、車速Ｖが０であるときにａTH＝ａ０に設定され、車速ＶがＶ１であるときにａTH＝ａ１、車速ＶがＶ２（＞Ｖ１）であるときにａTH＝ａ２（＞ａ１）に設定される。つまり、車両速度Ｖが大きいほど大きい値に設定される。
このように、横加速度微分値の絶対値が所定の閾値を超えているとき、車両が旋回初期状態であると判断され、トー角付加制御を行う判断が下される。本発明では、片輪のトー角を制御するため、図４からも明らかなように、左右両輪のトー角付加制御が同時に作動することはない。
【００２０】
また、制御作動判断閾値ａTHは、車両速度Ｖの増加に伴って大きい値となるように設定している。これは、車両速度の増加に伴って操舵角入力に対するゲインが高まり、単位操舵に対する車両挙動が激しくなるので、少ない操舵に対する制御作動を防止するためである。これにより、レーンチェンジ等の切り替えし操舵時には、トー角付加制御は非作動となる。
【００２１】
さらに、図４に示すように、制御ＯＮ／ＯＦＦマップは図４（ａ）の左輪用マップと図４（ｂ）の右輪用マップとを備えており、左輪に対しては横加速度微分値ｄＡｙ／ｄｔが正であるときに制御作動判断を行い、右輪に対しては横加速度微分値ｄＡｙ／ｄｔが負であるときに制御作動判断を行うように設定されている。
これは、スカッフによるスリップ角に対して発生する横力が旋回横力を減少する方向、即ち旋回横力と逆向きに発生しているか否かを判断する方法は、旋回初期状態における横加速度Ａｙとスカッフの方向に基づくものであり、横加速度Ａｙとスカッフの方向が一致している場合には、スカッフによるスリップ角に対して発生される横力が、旋回のために発生すべき横力を打ち消し、結果として実際の旋回横力が低減すると判断されるためである。
【００２２】
つまり、後述するように、旋回時における左輪のスカッフは左方向に生じ、右輪のスカッフは右方向に生じるので、図４（ａ）及び（ｂ）のマップを用いることにより、左旋回時には左輪、右旋回時には右輪等、適切にスカッフによるスリップ角に対して発生する横力が旋回横力を減少する方向に発生している車輪に対して、制御ＯＮの判断を下すことができる。
【００２３】
次に、前記ステップＳ４の目標トー角算出処理の詳細について説明する。
図５は、サスペンション装置の座標系とストロークセンサとを示した図であり、後左輪を車両前方から見た図である。車輪２ＲＬは、ナックルアームと呼ばれる車輪側部材２６で遥動可能に保持され、ばね及びショックアブソーバと呼ばれる衝撃吸収部材２７の収縮により、車輪２ＲＬは揺動可能となる。
【００２４】
ここで、車両横方向をＹ軸、車両上下方向をＺ軸、車両前後方向をＸ軸と定義する。
サスペンションがストロークし、後左輪の衝撃吸収部材変位であるストローク量ＳＴRLにより、後左輪の車輪中心の上下方向変位ＺRL、後左輪の接地中心の横方向変位であるスカッフ量ＹRLが生じる。ストローク量ＳＴRLに対するスカッフ量ＹRLの関係は、サスペンションアームのピボット位置により決まり、本発明では、図６に示すような特性値を予めコントロールユニット１７内に備えていることを前提とする。
【００２５】
図６に示すように、衝撃吸収部材２７が上下に大きく変位するほど、即ちストローク量ＳＴRLの絶対値が大きいほど、発生するスカッフ量ＹRLは大きくなるように設定されている。
なお、変位計等を用いてスカッフ量ＹRLを検出可能であれば、ストローク量ＳＴRLに対するスカッフ量ＹRLの関係を示す特性値を予め備えている必要はない。
そして、このようにして導出されたスカッフ量ＹRLにより、タイヤ横すべり角即ちスリップ角αRLを算出する。
【００２６】
図７は、スカッフによるスリップ角を示す図であり、後左輪２ＲＬを示している。スカッフによるスリップ角αRLは、次式により算出される。
αRL＝ｔａｎ-1（Ｖｙ RL／Ｖｘ RL）  ………（１）
ここで、Ｖｘ RLは後左輪での車両前後方向の速度、Ｖｙ RLは後左輪のスカッフの時間微分（スカッフ速度）であり、下記（２）式で表される。
ＶｙRL＝ｄＹRL／ｄｔ  ………（２）
【００２７】
また、車両前後方向速度Ｖｘ RLは、車輪速度センサ２０で検出される車両速度Ｖ及びヨーレートセンサ１８で検出されるヨーレートγにより算出される値である。
図７（ａ）に示すように、スカッフ速度Ｖｙ RLと車両前後方向速度Ｖｘ RLとのベクトルのなす角により、後左輪のスリップ角αRLが求められ、これによりタイヤは横すべりを生じ、右方向へ横力ＦｙRLが作用する。このとき、車輪２ＲＬは２′ＲＬへ移動する。
本発明では、車両が旋回初期状態にあるときに、スカッフにより生じるタイヤ横力が旋回を妨げる方向に発生している側の車輪に対して、スカッフによるスリップ角αRLに相当するトー角を付加する。
【００２８】
図７（ｂ）は、スカッフにより発生するスリップ角αRLに相当するトー角ΔδRLを付加した場合を示している。このようにトー角ΔδRLを付加することにより、タイヤは横すべりを生じず、タイヤ横力は発生しない。したがって、車輪２ＲＬは２′ＲＬのように転舵する。
一方、後右輪のスカッフによるスリップ角αRRは、次式により算出される。
αRR＝ｔａｎ-1（ＶｙRR／ＶｘRR）  ………（３）
ここで、ＶｘRRは後右輪での車両前後方向の速度、ＶｙRRは後右輪のスカッフの時間微分（スカッフ速度）であり、下記（４）式で表される。
ＶｙRR＝ｄＹRR／ｄｔ  ………（４）
また、車両前後方向速度ＶｘRRは、車輪速度センサ２０で検出される車両速度Ｖ及びヨーレートセンサ１８で検出されるヨーレートγにより算出される値である。
【００２９】
ここで、車両１が右旋回を行う際の後輪発生横力について、図８〜図１１をもとに説明する。
図８は、車両１を上方から見た図である。車両１が右旋回をした場合、通常、後右輪２ＲＲはリバウンド側（伸び側）、後左輪２ＲＬはバウンド側（縮み側）にストロークする。ストロークすることによりスカッフ変化が生じ、後右輪２ＲＲは２′ＲＲに移動し、後左輪２ＲＬは２′ＲＬに移動する。それに伴い、後右輪２ＲＲのスリップ角はスカッフによりαRR、後左輪のスリップ角はスカッフによりαRL変化する。
【００３０】
そして、車両スリップ角β及びヨーレートγの状態量によって決まる後輪スリップ角βRと、後右輪スリップ角αRR及び後左輪スリップ角αRLとの和が、実際のタイヤ横すべり角となる。
後右輪２ＲＲのスリップ角は、後右輪スリップ角αRRと後輪スリップ角βRとの和であるベクトル２４とタイヤのなす角であり、後左輪２ＲＬのスリップ角は、後左輪スリップ角αRLと後輪スリップ角βRとの和であるベクトル２５とタイヤのなす角である。旋回外輪（後左輪）のスリップ角は増加するものの、旋回内輪（後右輪）のスリップ角は減少する。
【００３１】
図９は、後輪発生横力とスリップ角との関係を示す図であり、横軸はスリップ角、縦軸は横力である。スリップ角に対する横力は、通常、実線で示す基準特性で表され、車輪の輪荷重の増減に伴って変化する。
車両１が右旋回している場合、旋回に伴って後左輪２ＲＬの輪荷重は増加し、後右輪２ＲＲの輪荷重は減少する。そのため、後左輪２ＲＬの横力特性は破線で示すようになり、後右輪２ＲＲの横力特性は一点鎖線で示すようになる。
【００３２】
後輪スリップ角βRにおける後左右輪の横力は点Ａ及び点Ｂで示す値となる。そして、急転舵によるスカッフがスリップ角を発生させ、後左輪２ＲＬはスリップ角αRL、後右輪２ＲＲはスリップ角αRRを生じ、その結果、旋回によって後左輪２ＲＬに発生する旋回横力は、点Ａから点Ａ′へ増加し、後右輪２ＲＲに発生する旋回横力は、点Ｂから点Ｂ′へ減少することになる。
【００３３】
ここで、輪荷重が多い場合は、タイヤ横力が飽和する特性をタイヤが持っているため、点Ａから点Ａ′への増加量、即ち外輪スカッフによる横力の増加量ΔＡは、点Ｂから点Ｂ′への減少量、即ち内輪スカッフによる横力の減少量ΔＢより小さくなる。したがって、内輪旋回横力は減少し、外輪旋回横力は増加するものの、内輪と外輪との旋回横力和は低下する。つまり、スカッフ変化に伴って、内輪に車両の旋回を妨げる方向のスリップ角が生じ、タイヤ横力は低下する。
【００３４】
そのため、旋回時の回頭性は低下し、急転舵時に車両が旋回していかないという現象が発生し、急に飛び出した障害物を回避するような急転舵をしても車両のヨー運動が遅れる可能性があるという問題がある。
そこで、本発明では、このような車両の旋回を妨げる方向のスリップ角に相当するトー角を付加することにより、旋回内外輪が発生する旋回横力和が低下することを防止、さらには旋回横力和を高めるようにする。
【００３５】
即ち、図１０に示すように、スカッフの変化により車両の旋回を妨げる方向にスリップ角が生じている車輪である後右輪２ＲＲに対して、スカッフによるスリップ角αRRと同等の大きさのトー角ΔδRRを付加することにより、スカッフによるスリップ角αRRを打ち消す。
前述したように、スカッフにより旋回横力が低減したか否かを判断する方法は、スカッフの方向と旋回方向による。つまり、旋回初期状態において、横加速度Ａｙとスカッフの方向が同じである場合には、その車輪に発生するスカッフによるスリップ角に対する横力が、旋回のために発生すべき横力を打ち消し、結果として実際の旋回横力が低減されると判断される。
【００３６】
図１０に示す旋回状態においては、車両１は右旋回しているため横加速度の方向は右方向となる。外輪である後左輪２ＲＬのスカッフは左方向、内輪である後右輪２ＲＲのスカッフは右方向であるので、後右輪２ＲＲのスカッフによるスリップ角αRRによって旋回横力が低減されると判断される。
図１１は、車両の旋回を妨げる方向のスリップ角を相当するトー角を付加した場合の後輪発生横力とスリップ角との関係を示す図であり、図９と同様に、横軸はスリップ角、縦軸は横力である。
【００３７】
スカッフにより後左輪２ＲＬにはスリップ角αRLが生じ、その結果、後左輪２ＲＬが発生する横力は点Ａから点Ａ′へ増加する。一方、後右輪２ＲＲはスカッフによってスリップ角αRRを生じようとするが、トー角ΔδRRを付加することによりスリップ角αRRが相殺される。したがって、後右輪２ＲＲが発生する横力は点Ｂから点Ｂ′へ減少することなく、点Ｂの横力を維持する。
【００３８】
つまり、スカッフ変化に伴って旋回横力を下げる方向に発生するスリップ角に相当するトー角を付加し、このスリップ角を相殺することにより、旋回内輪の横力低下を防止し、旋回内外輪が発生する横力和の低下を防止することができる。
ここで、後左輪に付加される目標トー角ΔδRLと後右輪に付加される目標トー角ΔδRRとは、下記（５）及び（６）式で表される。
ΔδRL＝−αRL  ………（５）
ΔδRR＝−αRR  ………（６）
【００３９】
但し、後左輪と後右輪とのスカッフによるスリップ角を相殺するトー角は、旋回横力を下げる方向に作用した場合にのみ作用するものとする。即ち、車両が右旋回を行う場合には、旋回内輪である後右輪に対して目標トー角ΔδRRを付加し、車両が左旋回を行う場合には、旋回内輪である後左輪に対して目標トー角ΔδRRを付加し、左右両輪に対して同時にトー角を付加することはない。
この図２の処理において、ステップＳ２の処理が旋回状態検出手段に対応し、ステップＳ４の処理がスリップ角演算手段に対応している。
【００４０】
次に、本実施形態の動作について説明する。
今、ドライバが操舵操作を行わず、自車両が直進走行しているものとする。この場合には、図２に示すトー角付加制御処理において、ステップＳ２で旋回初期状態ではないと判断されるので、左右輪共にトー角付加制御をＯＦＦ状態とするものとして、制御作動フラグＦｌａｇ＝ＯＦＦにセットされる。そして、ステップＳ３の判定により、トー角付加制御処理を終了し、各車輪にトー角を付加することなく直進走行を継続する。
【００４１】
この状態から、ドライバが右方向へ操舵操作し、自車両が右旋回を行うものとする。この場合には、ステップＳ２で、横加速度センサ１９で検出された横加速度Ａｙを時間微分することにより求められる横加速度微分値ｄＡｙ／ｄｔをもとに、図４に示す制御ＯＮ／ＯＦＦマップを参照して、トー角付加制御のＯＮ／ＯＦＦを判断する。このとき、左輪に対するトー角付加制御は、横加速度微分値ｄＡｙ／ｄｔが負の値であることから図４（ａ）より制御ＯＦＦと判断される。また、右輪に対するトー角付加制御は、図４（ｂ）を参照して判断され、車速ＶがＶ１であり、横加速度微分値ｄＡｙ／ｄｔの絶対値が制御作動判断閾値ａTH＝ａ１を超えているものとすると、制御ＯＮと判断される。
【００４２】
このように、横加速度微分値ｄＡｙ／ｄｔが制御作動判断閾値ａTHを超えているか否かを判定し、制御作動判断閾値ａTHを超えているときには、車両が急な挙動を示したものと判断して旋回初期状態であると判断するので、転舵を開始する旋回初期状態において適切にトー角付加制御を行うことができる。
【００４３】
左輪に対する制御作動フラグＦｌａｇ＝ＯＦＦであるので、ステップＳ３の判定によりトー角付加制御処理を終了し、左輪に対するトー角の付加は行わない。一方、右輪に対する制御作動フラグＦｌａｇ＝ＯＮであるので、ステップＳ３からステップＳ４に移行して、前記（３）式により後右輪のスリップ角αRRが算出され、前記（６）式により後右輪に対する目標トー角ΔδRRが算出される。そして、この目標トー角ΔδRRを後右輪２ＲＲに対して付加するためのアクチュエータ移動量の指令値が油圧制御装置１６に対して出力されることにより、後右輪用アクチュエータ６ＲＲが収縮されて後右輪２ＲＲが右操舵される。これにより、図１０に示すように後右輪２ＲＲが転舵されて、旋回横力が低下されることを防止し、車両の回頭性が向上される。
【００４４】
このように、車両が右方向への旋回初期状態であるときには、スカッフにより発生するスリップ角に対する横力が旋回横力を減少させる方向に生じている側の車輪である後右輪に対して、このスリップ角に相当するトー角を付加することにより当該スリップ角を相殺するので、旋回を妨げる方向の横力の発生を防止することができ、旋回横力が減少することを抑制することができる。
【００４５】
また、自車両が高速走行中（例えば、Ｖ＝Ｖ２）に、ドライバによって右方向に微小操舵されたものとする。この場合には、ステップＳ２の制御作動判断処理において、左輪に対するトー角付加制御が制御ＯＦＦと判断され、右輪に対するトー角付加制御は、図４（ｂ）を参照して、横加速度微分値ｄＡｙ／ｄｔの絶対値が制御作動判断閾値ａTH＝ａ２を超えているか否かでＯＮ／ＯＦＦが判断される。
【００４６】
車両速度の増加に伴って、単位操舵に対する車両挙動は激しくなり、同じ操舵量であっても低速走行時の方が安定した車両挙動を示めす。つまり、高速走行時においては、微小操舵に対して比較的大きな横加速度が検出されることになる。そのため、制御作動判断閾値ａTHを車速Ｖの値にかかわらず一定とすると、高速走行時にトー角付加制御が作動しやすくなってしまうという問題がある。そこで、車速Ｖが大きいほど制御作動判断閾値ａTHを大きく設定することにより、高速走行時における少ない操舵に対する制御作動を防止することができる。
【００４７】
そして、このとき、横加速度微分値ｄＡｙ／ｄｔの絶対値が制御作動判断閾値ａTH＝ａ２を超えていないものとすると、制御作動フラグＦｌａｇ＝ＯＦＦとなり、ステップＳ３の判定によりトー角付加制御処理を終了するので、左右輪共にスリップ角を相殺するためのトー角付加制御は行われない。
このように、上記第１の実施形態では、車両が旋回初期状態であるときに、スカッフによるスリップ角に対して発生する横力が旋回横力を減少する方向に発生している車輪に対して、このスリップ角に相当するトー角を付加するので、スカッフにより車両旋回を妨げる方向に横力が発生している場合であっても、この横力を相殺して旋回内外輪が発生する横力が低下することを抑制することができ、旋回初期状態における車両の回頭性を向上することができる。
【００４８】
また、横加速度微分値が制御作動判断閾値を超えているときに、車両が旋回初期状態にあると判断するので、ある閾値以上の操舵が入力されて車両が急な挙動を示したときにトー角付加制御が作動されることになり、旋回初期時にのみ車両の回頭性を向上することができる。
さらに、車両速度が大きいほど制御作動判断閾値を大きい値に設定するので、車両速度の増加に伴う操舵入力に対する横加速度ゲインの増加を考慮することが可能となり、高速走行時において、誤操舵等の微小操舵に対して制御が作動し易くなってしまうことを抑制することができる。
また、車両の横加速度と車輪のスカッフ方向が一致しているときに、その車輪のスカッフによるスリップ角が旋回横力を減少する方向に発生していると判断するので、車両旋回を妨げる方向に横力を発生している車輪を適切に検出することができる。
【００４９】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態は、上述した第１の実施形態における制御作動判断処理において、横加速度微分値が閾値を超えているか否かのみによってＯＮ／ＯＦＦ判断を行っていたのに加え、操舵速度が閾値を超えているか否かも判断するようにしたものである。
すなわち、コントロールユニット１７で実行されるトー角付加制御処理において、第１の実施形態における図２のステップＳ２で、図４に示す制御ＯＮ／ＯＦＦマップを参照して制御作動判断処理を行う代わりに、図１２に示す制御ＯＮ／ＯＦＦマップを参照して制御作動判断処理を行うことを除いては、図２の処理と同様の処理を実行するため、その詳細な説明は省略する。
【００５０】
図１２は、横加速度Ａｙの時間微分である横加速度微分値ｄＡｙ／ｄｔ、車両速度Ｖ、及び操舵角δの時間微分である操舵速度ｄδ／ｄｔに基づいて制御ＯＮ／ＯＦＦを判断するマップであり、横軸は操舵速度ｄδ／ｄｔ、縦軸は横加速度微分値ｄＡｙ／ｄｔである。
第１の実施形態における図４に示すマップを参照する制御ＯＮ／ＯＦＦ判断では、ドライバの操舵量を考慮していないが、この図１２は、横加速度微分値ｄＡｙ／ｄｔ及び操舵速度ｄδに対して、左右輪のトー角制御を行うか否かを判断する。そして、横加速度微分値ｄＡｙ／ｄｔの絶対値が制御作動判断閾値ａTHを超え、操舵速度ｄδ／ｄｔの絶対値が制御作動判断閾値ｂTHを超え、且つ横加速度微分値ｄＡｙ／ｄｔと操舵速度ｄδ／ｄｔとの方向が一致しているとき、トー角制御を行うものとして制御作動フラグＦｌａｇ＝ＯＮとする。
【００５１】
このとき、横加速度微分値ｄＡｙ／ｄｔと操舵速度ｄδ／ｄｔとが共に正であるときには、左輪のトー角制御を行うものとして左輪に対する制御作動フラグＦｌａｇをＯＮとし、横加速度微分値ｄＡｙ／ｄｔと操舵速度ｄδ／ｄｔとが共に負であるときには、右輪のトー角制御を行うものとして右輪に対する制御作動フラグＦｌａｇをＯＮとする。
ここで、制御作動判断閾値ａTHは、上述した第１の実施形態と同様に、車両速度Ｖが大きいほど大きい値に設定される。また、制御作動判断閾値ｂTHは、車両速度Ｖが大きいほど小さい値に設定される。
【００５２】
つまり、図１２において、制御作動判断閾値ａTHは、横軸に平行な２本の破線に相当し、車両速度Ｖが大きいほど範囲ａは大きく設定される。この範囲ａは、上述した第１の実施形態のように、車速Ｖが０であるときａ＝ａ０に設定され、車速ＶがＶ１であるときａ＝ａ１、車速ＶがＶ２（＞Ｖ１）であるときａ＝ａ２（＞ａ１）に設定される。また同様に、制御作動判断閾値ｂTHは、縦軸に平行な２本の破線に相当し、車両速度Ｖが大きいほど範囲ｂは小さく設定される。
【００５３】
したがって、今、ドライバが右方向へ操舵操作し、自車両が右旋回を行おうとしているものとする。この場合には、図２のステップＳ２で、横加速度センサ１９で検出された横加速度Ａｙを時間微分することにより求められる横加速度微分値ｄＡｙ／ｄｔと、操舵角センサ２１で検出された操舵角δを時間微分することにより求められる操舵速度ｄδ／ｄｔとをもとに、図１２に示す制御ＯＮ／ＯＦＦマップを参照して、トー角付加制御のＯＮ／ＯＦＦを判断する。
【００５４】
このとき、横加速度微分値ｄＡｙ／ｄｔと操舵速度ｄδ／ｄｔとは共に負の値であるので、横加速度微分値ｄＡｙ／ｄｔの絶対値が制御作動判断閾値ａTHを超え、且つ操舵速度ｄδ／ｄｔの絶対値が制御作動判断閾値ｂTHを超えているものとすると、右輪に対する制御がＯＮと判断される。そして、ステップＳ４で前記（６）式により後右輪に対する目標トー角ΔδRRが算出され、この目標トー角ΔδRRを後右輪２ＲＲに対して付加するようなアクチュエータ移動量の指令値が油圧制御装置１６に対して出力されることにより、後右輪用アクチュエータ６ＲＲが収縮されて後右輪２ＲＲが右操舵される。これにより、図１０に示すように後右輪２ＲＲが転舵されて、旋回横力が低下されることを防止し、車両の回頭性が向上される。
【００５５】
このように、上記第２の実施形態では、横加速度微分値と操舵速度とが夫々の制御作動判断閾値を超えているときに、トー角制御を作動するので、ある閾値以上の操舵が入力されて車両が急な挙動を示す旋回初期時を適切に検出することができると共に、車線内における微小操舵を踏まえ、操舵量が少ない場合には制御が作動してしまうことを防止することができる。
【００５６】
また、横加速度微分値と操舵速度との方向が一致しているとき、即ちドライバが操舵している方向と車両が動こうとしている方向とが一致しているときにトー角制御を作動すると判断するので、急なレーンチェンジやスラロームのような周期的な急転舵時には制御を非作動とすることができる。そのため、操舵初期にのみ制御を作動させて、車両走行時におけるフラフラ感を低下することができると共に、車両の回答性のみを向上することができる。
【００５７】
さらに、車両速度が大きいほど操舵速度の制御作動判断閾値を小さい値に設定するので、速度の増加に伴う操舵入力に対する操舵トルクの増加を考慮することが可能となり、高速走行時において、操舵速度が減少しても制御を作動することができる。
なお、上記第２の実施形態においては、操舵速度に応じて制御作動判断を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、操舵速度の代わりに操舵トルク微分値を用いるようにしてもよい。この場合、操舵トルク微分値ｄＴ／ｄｔは、操舵トルクセンサ２２で検出された操舵トルクＴを時間微分することにより求めればよい。これにより、ドライバの操舵意図を迅速に判断することが可能となり、よりドライバの意図を反映することが可能となる。
【００５８】
また、上記各実施形態においては、図５に示すようなダブルウィッシュボーンタイプのサスペンションで、図６に示すようなスカッフ変化特性を持つ場合について説明したが、これに限定されるものではなく、サスペンションの形式は、ストラットタイプでもマルチリンクタイプでも適用可能であり、トー角を付加可能なサスペンションタイプであれば適用することができる。さらに、スカッフ変化特性は図６に示すような特性ではなく、トー角制御するアクチュエータの稼動範囲内であれば、どのような特性でも可能であり、タイヤ発生横力が減少する側の車輪に対してトー角を付加するようにすればよい。
さらに、上記各実施形態においては、後左右輪に対してトー角付加制御を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、前左右輪に対してもトー角付加制御を行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施形態における車両の概略構成図である。
【図２】図１のコントロールユニットで実行されるトー角付加制御処理を示すフローチャートである。
【図３】アクチュエータ位置制御の制御ループを示す図である。
【図４】横加速度微分と車速とによる制御ＯＮ／ＯＦＦマップである。
【図５】後左輪のサスペンション装置の座標系とストロークセンサを示す図である。
【図６】サスペンションストロークとスカッフ量との関係を示す図である。
【図７】スカッフにより生じるスリップ角を説明する図である。
【図８】トー角制御を行わない場合の後輪発生横力を説明する図である。
【図９】トー角制御を行わない場合の後輪発生横力とスリップ角との関係を示す図である。
【図１０】トー角制御を行った場合の後輪発生横力を説明する図である。
【図１１】トー角制御を行った場合の後輪発生横力とスリップ角との関係を示す図である。
【図１２】横加速度微分と操舵速度又は操舵トルク微分とによる制御ＯＮ／ＯＦＦマップである。
【符号の説明】
【００６０】
１ 車両
２ＦＬ〜ＲＲ 車輪
６ＦＬ〜ＲＲ  アクチュエータ
１０  前輪サスペンションメンバ
１１  後輪サスペンションメンバ
１２ＦＬ〜ＲＲ  ストロークセンサ
１６  油圧制御装置
１７  コントロールユニット
１８  ヨーレートセンサ
１９  横加速度センサ
２０  車輪速センサ
２１  操舵角センサ
２２  操舵トルクセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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